本書介紹了產(chǎn)品與項(xiàng)目設(shè)計(jì)的基本概念與原則及其在工程中的應(yīng)用。本書面向所有工程專業(yè)背景的讀者，解釋產(chǎn)品和項(xiàng)目設(shè)計(jì)的過程而不是技術(shù)細(xì)節(jié)。主要內(nèi)容包括工程是什么，設(shè)計(jì)是什么，項(xiàng)目管理和團(tuán)隊(duì)合作技能，工程工具，人機(jī)界面，工程師與現(xiàn)實(shí)世界，學(xué)會(huì)表達(dá)、寫作及演講。這些對(duì)工程師的實(shí)際工作非常有幫助。
前言Design Concepts for Engineers,Fifth Edition本書是一本介紹工程的入門教材，但也可用于高級(jí)課程，例如高級(jí)工程設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)等。雖然在本書的編寫中注重工程設(shè)計(jì)的連續(xù)性，但每章都是作為獨(dú)立模塊來編寫的。沒有一個(gè)章節(jié)依賴或需要閱讀任何其他章節(jié)。相反，如果教師愿意的話，本書也易于整體使用。
本書從基礎(chǔ)層面講授工程設(shè)計(jì)原理并討論設(shè)計(jì)工具，同時(shí)借鑒了許多工程學(xué)科的實(shí)例。本書中的內(nèi)容并不能完全代表所有學(xué)科，但是討論的內(nèi)容和例子是完全通用的，任何工程學(xué)科的學(xué)生都會(huì)發(fā)現(xiàn)本書具有啟發(fā)性和實(shí)用性。某些主題中提供了與特定工程技術(shù)有關(guān)的技術(shù)細(xì)節(jié)，以幫助學(xué)生掌握示例和案例研究中的關(guān)鍵問題。盡管在幾個(gè)地方使用了數(shù)學(xué)運(yùn)算，但是學(xué)習(xí)本書只要求學(xué)生具備基本的代數(shù)知識(shí)。關(guān)于文檔的重要性和計(jì)算機(jī)的使用也是本書頻繁討論的主題。讀者不需要具備任何一種編程語言的知識(shí)。在示例中，沒有特定使用某一種編程語言的特殊之處，也不強(qiáng)調(diào)對(duì)某種編程語言的使用。書中首先使用流程圖方法來解釋編程邏輯，接著給出Matlab、C或C++中的示例代碼。
本書附帶了“教師資源手冊(cè)”，指導(dǎo)教師布置各種章節(jié)末尾的練習(xí)。設(shè)計(jì)是一個(gè)開放式過程，一個(gè)問題可以有多種解決方案。因此，為一本設(shè)計(jì)類的教材編寫參考答案是一個(gè)難題。對(duì)于分析或封閉式的問題，手冊(cè)中提供了具體的答案和詳細(xì)的解決方案。對(duì)于沒有“正確”答案的開放式設(shè)計(jì)問題，手冊(cè)中為教師提供指導(dǎo)原則，而不是具體答案。這些準(zhǔn)則用于幫助教師引導(dǎo)學(xué)生完成某個(gè)問題的設(shè)計(jì)過程中的各個(gè)階段工作。
關(guān)于本書的教輔資源，只有使用本書作為教材的教師方可申請(qǐng)。需要的教師請(qǐng)聯(lián)系機(jī)械工業(yè)出版社，郵箱wangguang hzbook.com，電話：010-88378991。——編輯注本版本的新增內(nèi)容：
更新了正文、示例、練習(xí)和問題中的技術(shù)，以反映現(xiàn)代設(shè)計(jì)實(shí)踐。
整合新出現(xiàn)的創(chuàng)新性事物，如智能手機(jī)、社交媒體、因特網(wǎng)搜索和無線設(shè)備。
更多地強(qiáng)調(diào)了可再生能源、環(huán)境問題、倫理和社會(huì)影響。
討論了市場(chǎng)全球化對(duì)工程設(shè)計(jì)的影響。
新的設(shè)計(jì)案例研究。
增加了一些影響重大的失敗的工程示例。
增加了人機(jī)界面的案例研究。
以下是本書中每章內(nèi)容的簡要總結(jié)。
第1章簡要介紹了工程各學(xué)科以及該學(xué)科的主要專業(yè)領(lǐng)域。學(xué)科清單是全面的，但不是詳盡的。關(guān)于工程師在公司中作用的討論側(cè)重于工程師對(duì)項(xiàng)目管理的中心性，以及工程師可以輕易地與來自不同專業(yè)背景的人溝通。在本章結(jié)尾，解釋了工程師的三個(gè)最重要的技能：知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和直覺。
第2章從“設(shè)計(jì)”一詞的多個(gè)定義開始，介紹了一種設(shè)計(jì)周期版本，同時(shí)強(qiáng)調(diào)其他版本可能適用于不同的設(shè)計(jì)任務(wù)或不同的專業(yè)設(shè)置。本章討論了分析、設(shè)計(jì)與復(fù)制之間的差異，比較了優(yōu)秀的設(shè)計(jì)與糟糕的設(shè)計(jì)。使用頭腦風(fēng)暴的例子說明了產(chǎn)生創(chuàng)造性想法的技巧。本章總結(jié)了一些具體的設(shè)計(jì)實(shí)例，說明了形成產(chǎn)品可采取的多種方法。本章使用的“產(chǎn)品”一詞是指設(shè)計(jì)過程的目標(biāo)，而不一定是用來銷售的實(shí)物。
第3章重點(diǎn)介紹項(xiàng)目管理。本章的中心主題包括團(tuán)隊(duì)合作、組織、時(shí)間管理以及文檔撰寫等所有重要任務(wù)。本章結(jié)尾是與知識(shí)產(chǎn)權(quán)有關(guān)的法律問題的簡要討論。
第4章介紹了許多工程工具。雖然有些工具對(duì)于個(gè)別學(xué)生來說可能比其他工具更重要，但這些部分的通用性足以使本章對(duì)大多數(shù)專業(yè)都有用。單位的概念、尺寸、公差、圖形、原型、逆向工程、故障排除和計(jì)算機(jī)分析以及電子表格和實(shí)體建模都是本章涵蓋的主題。
第5章介紹人機(jī)界面。本章討論了人與機(jī)器的相互作用，涉及人體工程學(xué)以及認(rèn)知的概念。本章的后半部分是關(guān)于人機(jī)界面利弊的案例研究。
第6章概述了經(jīng)典工程災(zāi)難以及廣受關(guān)注的工程事故。本章重點(diǎn)介紹工程師如何從錯(cuò)誤中學(xué)習(xí)，而不是簡單地記錄工程事故。
第7章介紹了人際交往的主題。本章詳細(xì)討論了演講、寫作和口頭表達(dá)的技巧，并在每個(gè)類別中提供了幾個(gè)很好的例子。
我喜歡為工程師編寫最新的設(shè)計(jì)原則，希望你和你的學(xué)生也喜歡這本書。
致謝本書的許多插圖都是由阿比蓋爾·艾達(dá)·�？怂梗ˋbigail Ida Erkes）制作的。她還做了大量的研究，找到并記錄了許多用作插圖的照片。非常感謝她在書稿的準(zhǔn)備階段所做出的努力。我還要感謝許多學(xué)生啟發(fā)了本書中的設(shè)計(jì)實(shí)例和討論。
MNHBoston,MA
目 錄
Design Concepts for Engineers,Fifth Edition
譯者序
前言
第1章 工程是什么1
1.1 工程有許多領(lǐng)域1
1.1.1 航空工程2
1.1.2 農(nóng)業(yè)工程3
1.1.3 生物醫(yī)學(xué)工程3
1.1.4 化學(xué)工程4
1.1.5 土木工程4
1.1.6 計(jì)算機(jī)工程6
1.1.7 電氣工程6
1.1.8 環(huán)境工程7
1.1.9 工業(yè)工程7
1.1.10 材料工程8
1.1.11 機(jī)械工程8
1.1.12 機(jī)電工程9
1.1.13 造船工程9
1.1.14 核工程10
1.1.15 石油工程10
1.1.16 系統(tǒng)工程11
1.2 一些工程專業(yè)組織11
1.3 成為一個(gè)注冊(cè)專業(yè)工程師12
1.4 工程師：項(xiàng)目管理的核心13
1.5 工程：一組技能15
1.5.1 知識(shí)15
1.5.2 經(jīng)驗(yàn)16
1.5.3 直覺16
關(guān)鍵術(shù)語18
第2章 設(shè)計(jì)是什么19
2.1 “設(shè)計(jì)”一詞的使用19
2.2 分析、設(shè)計(jì)和復(fù)制之間的不同20
2.2.1 分析21
2.2.2 設(shè)計(jì)23
2.2.3 復(fù)制23
2.3 優(yōu)秀的設(shè)計(jì)與糟糕的設(shè)計(jì)27
2.4 設(shè)計(jì)周期29
2.4.1 定義總體目標(biāo)29
2.4.2 收集信息31
2.4.3 確認(rèn)和評(píng)估可能的設(shè)計(jì)策略31
2.4.4 設(shè)計(jì)初試31
2.4.5 模型與分析32
2.4.6 構(gòu)建原型、記錄文檔和測(cè)試33
2.4.7 修改和再次修改34
2.4.8 徹底測(cè)試產(chǎn)品35
2.5 生成想法37
2.5.1 頭腦風(fēng)暴的基本規(guī)則38
2.5.2 正式的頭腦風(fēng)暴38
2.5.3 非正式的頭腦風(fēng)暴會(huì)議42
2.6 設(shè)計(jì)實(shí)例47
2.6.1 機(jī)器人設(shè)計(jì)大賽47
2.6.2 面罩生產(chǎn)設(shè)備54
2.6.3 自動(dòng)移液器57
2.6.4 帆船自動(dòng)駕駛儀61
2.6.5 海洋能量采集機(jī)64
總結(jié)68
關(guān)鍵術(shù)語68
問題68
第3章 項(xiàng)目管理與團(tuán)隊(duì)合作技能75
3.1 在團(tuán)隊(duì)中工作75
3.1.1 建立一個(gè)有效的團(tuán)隊(duì)76
3.1.2 組織結(jié)構(gòu)圖78
3.1.3 職位描述79
3.1.4 團(tuán)隊(duì)聯(lián)系人列表79
3.1.5 團(tuán)隊(duì)會(huì)議79
3.1.6 與組織中其他團(tuán)隊(duì)合作80
3.2 管理任務(wù)：保持項(xiàng)目正常進(jìn)行82
3.2.1 清單83
3.2.2 時(shí)間表83
3.2.3 甘特圖84
3.2.4 PERT圖84
3.3 文檔：項(xiàng)目成功的關(guān)鍵88
3.3.1 紙質(zhì)文檔與電子文檔88
3.3.2 工程師的日志（筆記本）89
3.3.3 日志格式90
3.3.4 使用你的工程日志90
3.3.5 技術(shù)報(bào)告91
3.3.6 軟件文檔與工程日志的作用92
3.3.7 日志的重要性：案例研究1…93
3.3.8 日志的重要性：案例研究2…94
3.4 法律問題：知識(shí)產(chǎn)權(quán)、專利和商業(yè)機(jī)密96
3.4.1 專利96
3.4.2 專利術(shù)語96
關(guān)鍵術(shù)語97
問題97
第4章 工程工具101
4.1 估計(jì)101
4.2 數(shù)字處理107
4.2.1 國際單位制107
4.2.2 單位一致108
4.2.3 有效數(shù)字108
4.2.4 尺寸和公差109
4.3 圖的類型111
4.3.1 半對(duì)數(shù)圖111
4.3.2 雙對(duì)數(shù)圖113
4.3.3 極坐標(biāo)圖114
4.3.4 三維圖形114
4.4 原型設(shè)計(jì)117
4.5 逆向工程122
4.6 計(jì)算機(jī)分析123
4.7 規(guī)格說明表134
4.8 因特網(wǎng)134
4.9 電子表格在工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用…137
4.10 實(shí)體模型與計(jì)算機(jī)輔助制圖143
4.10.1 為什么要畫工程圖144
4.10.2 圖紙的類型144
4.11 系統(tǒng)仿真149
4.12 電子電路仿真151
4.13 圖形化編程153
4.14 微處理器：另一種形式的計(jì)算機(jī)154
關(guān)鍵術(shù)語155
問題156第5章 人機(jī)界面164
5.1 人類如何與機(jī)器交互164
5.2 人體工程學(xué)165
5.3 認(rèn)知167
5.4 人機(jī)界面：案例研究168
關(guān)鍵術(shù)語178
問題178
第6章 工程師與現(xiàn)實(shí)世界181
6.1 社會(huì)對(duì)工程師的看法181
6.2 工程師如何吸取教訓(xùn)183
6.3 失敗在工程設(shè)計(jì)中的影響：案例研究185
6.3.1 案例1：塔科馬海峽大橋185
6.3.2 案例2：哈特福德市民中心186
6.3.3 案例3：挑戰(zhàn)者號(hào)航天飛機(jī)186
6.3.4 案例4：堪薩斯市凱悅酒店187
6.3.5 案例5：三里島189
6.3.6 案例6：美國巡洋艦溫森斯號(hào)190
6.3.7 案例7：哈勃望遠(yuǎn)鏡191
6.3.8 案例8：哈維蘭彗星型客機(jī)192
6.3.9 案例9：坍塌的天花板193
6.3.10 案例10：花旗集團(tuán)中心…194
6.3.11 案例11：福特Pinto196
6.4 在設(shè)計(jì)中做好失敗的準(zhǔn)備196
關(guān)鍵術(shù)語197
推薦閱讀197
問題197
第7章 學(xué)會(huì)表達(dá)、書寫及演講199
7.1 良好溝通技巧的重要性199
7.2 準(zhǔn)備會(huì)談、演講和會(huì)議200
7.3 準(zhǔn)備正式演講201
7.4 撰寫電子郵件、信件及備忘錄205
7.4.1 撰寫電子郵件206
7.4.2 正式電子郵件的頭206
7.4.3 郵件內(nèi)容的第一句206
7.4.4 正文207
7.4.5 書寫正式的備忘錄和信件209
7.5 撰寫技術(shù)報(bào)告、提案和期刊文章212
7.5.1 技術(shù)報(bào)告212
7.5.2 期刊論文213
7.5.3 提案213
7.6 撰寫說明手冊(cè)213
7.6.1 簡介213
7.6.2 安裝213
7.6.3 操作214
7.6.4 安全性214
7.6.5 故障排除214
7.6.6 附錄214
7.6.7 內(nèi)容的重復(fù)215
7.7 技術(shù)文檔撰寫策略218
7.7.1 對(duì)撰寫的文檔做好規(guī)劃218
7.7.2 選擇合適的地點(diǎn)撰寫文檔…218
7.7.3 確定讀者218
7.7.4 做筆記218
7.7.5 創(chuàng)建主題標(biāo)題219
7.7.6 短暫休息219
7.7.7 寫第一稿219
7.7.8 閱讀草稿219
7.7.9 修改草稿219
7.7.10 修改、修改、再修改219
7.7.11 審查最后的草稿220
7.7.12 常見的撰寫錯(cuò)誤220
關(guān)鍵術(shù)語221
問題221
索引224
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